Energia Alternativa (L’) Bookmark and Share
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Che cos'è una tecnologia?
Uno strumento, una macchina, una attrezzatura?
La tecnologia non soltanto è questo.
Non è solo una realizzazione offerta sul mercato dei consumi dalla moderna industria.
E' qualcosa di più: la tecnologia è la soluzione ad un bisogno umano che nasce dalla combinazione di uomini, attrezzature impiegate, ambiente naturale uniti al modo di organizzare il lavoro. Quando usiamo tecnologie appropriate ci riferiamo a tutte quelle soluzioni ai bisogni fondamentali dell'umanità che, analizzate sotto i diversi punti di vista delle interazioni uomo-tecnologie-ambiente, permettono in modo concomitante di ottenere molti risultati sia nella sfera sociale che a livello economico.


Le Tecnologie appropriate: soddisfare i bisogni con tecnologie dal volto umano

Energie pulite, il sole e il vento
Fino a due secoli fa, gli strumenti di lavoro erano azionati soltanto dall'energia biologica: i muscoli dell'uomo e degli animali, il moto dell'acqua e del vento o il calore del sole.
Con il motore a vapore inizia la trasformazione dell' energia termica in energia meccanica ma anche il processo inquinante legato all'aumento nell'atmosfera dei derivati della combustione e inizia l'effetto serra.
L'energia del vento, là dove si manifesta in modo efficace, può essere sfruttata direttamente come energia meccanica per svolgere numerossime attività quali: macinare, alimentare torni, seghe, mantici, pompare e sollevare acqua. Indirettamente può invece essere utilizzata, attraverso un sistema di conversione, per produrre energia elettrica.
L'energia solare è da considerarsi la fonte energetica rinnovabile per eccellenza in quanto offre molteplici possibilità all'uomo per soddisfare tanti bisogni. Il sole, infatti, può essere utilizzato in tanti modi.
Attraverso il cosidetto "effetto serra" si possono trasformare le radiazioni solari in calore a bassa temperatura, utilizzabile per il riscaldamento sia dell'acqua che dell'aria. La trasformazione del calore in energia radiante, accentuata dall'utilizzo di una superficie nera, si effettua tramite i cosidetti collettori o pannelli solari.
L'acqua così riscaldata, seppur a bassa temperatura, può servire per gli usi sanitari ed igienici, per l'essicazione e la conservazione dei prodotti vegetali, per il funzionamento dei motori endotermici, per la distillazione o la dissalazione dell'acqua.



Energia solare e fotovoltaico

Il sole è la fonte primaria di energia per eccellenza. Tutte le forme di energia, in ogni modo, ad eccezione di quella nucleare, traggono origine direttamente o indirettamente dal sole.

Al suo interno, a temperature di alcuni milioni di gradi centigradi, avvengono incessantemente reazioni termonucleari di fusione che sprigionano enormi quantità di energia solare sotto forma di radiazioni elettromagnetiche, pari a 386 miliardi di miliardi di megawatts.

L’energia solare può essere sfruttata con tecnologie di diversi tipi: i pannelli solari per produrre acqua calda, i sistemi fotovoltaici per produrre elettricità, gli specchi concentratori per produrre calore ad alta temperatura da utilizzare in centrali elettriche.


Il sistema fotovoltaico

Il sistema fotovoltaico è in grado di trasformare, direttamente ed istantaneamente, l’energia solare in energia elettrica. Esso sfrutta il così detto effetto fotovoltaico, cioè la capacità che hanno alcuni materiali semiconduttori opportunamente trattati (come il silicio), di generare elettricità se esposti alla radiazione luminosa.

La tecnologia fotovoltaica si basa sul pannello fotovoltaico. Questo, composto di celle realizzate con materiali semiconduttori, per lo più silicio, catturando i fotoni solari genera un campo elettrico che dà luogo, in un circuito collegato al pannello, ad una certa quantità di corrente elettrica.

L’entità della corrente elettrica generata da un singola cella fotovoltaica è minima. Per questo, per ottenere la quantità di energia elettrica desiderata, si realizzano strutture modulari composte da molte celle fotovoltaiche connesse in serie e parallelo.

La durata media di un impianto fotovoltaico è di 25-30 anni e, dato il progressivo aumento dell’uso di questa fonte, la ricerca sperimentale  punta all’ottimizzazione del rendimento di queste strutture.

L’energia solare prodotta con il fotovoltaico ha un costo nullo per combustibile: per ogni KWh prodotto si risparmiano circa 250 grammi di olio combustibile e si evita l’immissione di circa 700 grammi di CO2, nonché di altri gas responsabili dell’effetto serra.


Il solare termico

Il funzionamento del sistema solare termico invece si basa sulla capacità dei corpi neri di assorbire calore. La superficie di una lastra metallica annerita, cioè il collettore solare, assorbe il calore proveniente dalle radiazioni solari e lo rilascia al liquido che circola all’interno dei tubi collegati al collettore, riscaldandolo.

Quindi l’acqua raggiunge un serbatoio di stoccaggio ed è pronta per essere utilizzata.
Lo stesso principio è utilizzabile per il riscaldamento dell’aria.


Il solare termodinamico

Il solare termodinamico invece, in assoluto il sistema più evoluto e promettente, si basa su tecnologie che trasformano la radiazione solare in energia solare termica, a temperature sufficientemente elevate per produrre vapore surruscaldato.

Per raggiungere queste condizioni termiche è necessaria un’intensa concentrazione della radiazione solare incidente sulla sperficie terrestre, ottenibile con differenti tecnologie.


Energia eolica
Con energia eolica s’ intende l'estrazione di energia cinetica del vento, per la produzione di energia meccanica o elettrica.
Il vento è lo spostamento delle masse d’aria, causato dalla differenza di pressione, dovuto alle diverse rispettive temperature.

Fra tutte l’energia eolica è la forma di energia rinnovabile che fornisce alla rete nazionale il contributo più significativo in termini di energia elettrica prodotta, di sviluppo tecnologico, nonché di penetrazione nel mercato.

La macchina che trasforma il vento in energia eolica è detta aerogeneratore: il principio di funzionamento è lo stesso del mulino, ma le pale spinte dal vento sono collegate ad un generatore di energia elettrica.

La possibilità di sfruttare l’energia eolica dipende dalle caratteristiche del sito in cui s’intende installare l’areogeneratore.
La valutazione della ventosità media è il parametro fondamentale da considerare, ma altrettanto importanti sono l'esistenza di strade adeguate e la vicinanza a linee elettriche.

Secondo l’atlante eolico redatto dal CESI (Centro Elettronico Sperimentale Italiano) la potenzialità del territorio italiano, in termini di energia eolica, si aggira intorno a 5.000 MW. Attualmente la potenza installata è di poco superiore ai 1.000 MW e la potenza media degli areogeneratori installati è di 650KW.


Energia idroelettrica
In Italia l’idroelettrico ha rappresentato la base dello sviluppo elettrico del paese e ancora oggi l’energia idroelettrica copre il 15% circa del fabbisogno nazionale.

L'energia idroelettrica si ricava dalla caduta d'acqua attraverso un dislivello, oppure sfruttando la velocità di una corrente d'acqua. E’ quindi una risorsa rinnovabile, disponibile ovunque esista un sufficiente flusso d'acqua costante.

Gli impianti che catturano energia idroelettrica si chiamano “ad acqua fluente” se posizionati sul corso d'acqua; “a bacino” dove l'acqua è raccolta grazie a un'opera di sbarramento o diga; “ad accumulo” quando l'acqua viene portata in quota per mezzo di pompe.

La lunga storia di sfruttamento di questa preziosa risorsa ha permesso la creazione di grossi impianti idroelettrici che, per quanto non emettano sostanze inquinanti durante il loro funzionamento, richiedono comunque la costruzione di opere con un forte impatto ambientale, sulla difesa del suolo e sugli altri utilizzi della risorsa idrica.

La soluzione è rappresentata dagli impianti di mini-hydro, che con potenza fino a 10 MW e minima manutenzione necessaria, garantiscono alti rendimenti di energia idroelettrica a basso impatto ambientale.


Energia Geotermica
L’energia geotermica utilizza le sorgenti di calore provenienti dalle zone interne del sottosuolo terrestre, dove il calore propagato fino alle rocce prossime alla superfie può essere sfruttato per azionare turbine a vapore, in grado di produrre energia elettrica geotermica.
(Il gradiente geotermico è in media di 3°C ogni 100 m di profondità, ossia 30°C ogni km).

La produzione di energia geotermica in Italia è al momento limitata al Lazio e alla Toscana, ma fenomeni geotermici sono visibili anche in Sardegna, Sicilia e in alcune zone del Veneto, della Lombradia e dell’Emilia Romagna.

Attualmente la potenza installata supera i 700 MW, con una produzione annuale di energia geotermica di circa 5.000 GW.

Gli sviluppi tecnologici futuri prevedono la possibilità di ricavare energia geotermica dalle hot dry rocks, nelle quali pompare acqua fredda da cui ricavare vapore acqueo che attivi le turbine poste in superficie, per poi rigettare in profondità la stessa acqua una volta raffreddata.


Energia da biomasse
Con il termine biomasse s’intende tutto il materiale di origine organica.
Le più importanti tipologie di biomassa sono i residui forestali, gli scarti dell’industria di trasformazione del legno (trucioli, segatura, etc.), delle aziende zootecniche e i rifiuti solidi urbani.

I combustibili solidi, liquidi o gassosi derivati da questi materiali (direttamente o in seguito a processi di trasformazione) sono definiti biocombustibili, mentre qualsiasi forma di energia ottenuta con processi di conversione dai bio-combustibili è definita bio-energia.

La conversione in energia da biomasse avviene attraverso processi di combustione, gassificazione e degradazione termica (pirolisi).

I principali vantaggi delle biomasse sono l’abbondanza, la facilità di estrazione energetica, il bassissimo costo economico, il suo potenziale fertilizzante.

Ma la caratteristica fonfamentale è l’inesistente impatto ambientale connesso: la CO2 rilasciata al momento della combustione delle biomesse è infatti pari a quella immagazzinata durante la loro crescita.

Nel mondo le biomasse oggi soddisfano circa il 15% dei primari usi energetici, l’Europa complessivamente il 3,5% con punte del 18% in Finlandia, 17% in Svezia, 13% in Austria. L’Italia, con il 2,5% del proprio fabbisogno coperto dalle biomasse, è al di sotto della media europea.

L’impiego delle biomasse in Europa soddisfa, dunque, una quota abbastanza marginale dei consumi di energia primaria, rispetto alla sua potenzialità.



Vantaggi e svantaggi delle energie alternative


Le energie alternative nascono naturalmente e possono essere attinte infinite volte, al contrario delle fonti fossili - petrolio, carbone e derivati - che necessitano di milioni di anni per rigenerarsi e possono essere impiegate un’unica volta.


Quali sono i vantaggi?
Le energie alternative non si esauriranno mai e possono essere raccolte ovunque nel mondo, sfruttando la geografia locale dei differenti paesi.
Questo significa che le energie alternative possono rompere la dipendenza dalle importazioni energetiche.

Lo sfruttamento delle fonti di energia alternativa non prevede processi inquinanti, mentre la combustione delle biomasse – sostanze di matrice organica – produce la stessa quantità di CO2 assorbita originariamente durante la loro vita.

Le energie alternative rappresentano dunque un vantaggio critico fondamentale sui combustibili fossili nella lotta al cambiamento climatico.

Le  enrgie alternative non implicano rischi di trasporto al contrario di una petroliera, ad esempio. Anche per questo il rinnovabile è il futuro.


Svantaggi
Molte energie alternative non possono competere contro quelle fossili senza incentivi statali e nuove politiche di riconversione energetica.
Il vento non soffia ininterrottamente, perciò l’energia alternativa derivante dalla forza eolica deve essere supportata da altre forme di generatori di elettricità. C’è inoltre chi afferma che le pale eoliche deturpino il paesaggio.

Le dighe idroelettriche possono causare enormi danni. Più di un milione di persone sono state costrette ad abbandonare le proprie abitazioni per la costruzione del cinese “Three Gorges”, il più grande progetto idrico al mondo.

L’energia geotermica non è facilmente estraibile a causa degli alti costi di perforazione.


Previsioni
L’ IEA (International Energy Agency) stima che le fonti alternative forniranno entro il 2030 complessivamente il 13,7% dell’energia primaria nel mondo, secondo uno scenario basato sui trend attuali. Se il governo le sosterrà maggiormente, la quota potrebbe arrivare al 16%.

Il Consiglio Europeo per le Energie Rinnovabili e Greenpeace, in un rapporto del 2007, hanno dichiarato che la metà di tutta l’energia prodotta dal 2050 verrà da fonti alternative, con quote maggiori per eolico e solare, seguite da idrico, geotermico e forza degli oceani.

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